Yn 'e lêste jierren hawwe healgeleiders fan silisiumkarbide gearstalde materialen in soad omtinken krigen yn 'e yndustry. As in heechweardige materiaal is silisiumkarbid lykwols mar in lyts ûnderdiel fan elektroanyske apparaten (diodes, stroomfoarsjenningsapparaten). It kin ek brûkt wurde as skuurmiddels, snijmaterialen, strukturele materialen, optyske materialen, katalysatordragers, en mear. Tsjintwurdich yntrodusearje wy benammen silisiumkarbidkeramyk, dy't de foardielen hawwe fan gemyske stabiliteit, hege temperatuerresistinsje, wearbestindigens, korrosjebestriding, hege termyske geliedingsfermogen, lege termyske útwreidingskoëffisjint, lege tichtheid en hege meganyske sterkte. Se wurde in soad brûkt yn fjilden lykas gemyske masines, enerzjy- en miljeubeskerming, healgeleiders, metallurgy, nasjonale definsje en militêre yndustry.
Silisiumkarbid (SiC)befettet silisium en koalstof, en is in typyske multitype strukturele ferbining, dy't benammen twa kristalfoarmen omfettet: α-SiC (hege-temperatuer stabyl type) en β-SiC (lege-temperatuer stabyl type). Der binne yn totaal mear as 200 multitypen, wêrûnder de 3C SiC fan β-SiC en de 2H SiC, 4H SiC, 6H SiC, en 15R SiC fan α-SiC fertsjintwurdigjend binne.
Figuer SiC Multibody Struktuer
As de temperatuer ûnder 1600 ℃ is, bestiet SiC yn 'e foarm fan β-SiC en kin it makke wurde út in ienfâldich mingsel fan silisium en koalstof by sawat 1450 ℃. As de temperatuer boppe 1600 ℃ komt, transformearret β-SiC stadichoan yn ferskate polymorfen fan α-SiC. 4H SiC wurdt maklik generearre by sawat 2000 ℃; Sawol 6H as 15R polymorfen fereaskje hege temperatueren boppe 2100 ℃ foar maklike foarming; 6H SiC kin sels by temperatueren boppe 2200 ℃ tige stabyl bliuwe, wêrtroch't it in soad brûkt wurdt yn yndustriële tapassingen.
Suver silisiumkarbid is in kleurleas en transparant kristal, wylst yndustrieel silisiumkarbid kleurleas, bleekgiel, ljochtgrien, donkergrien, ljochtblau, donkerblau of sels swart wêze kin, mei ôfnimmende transparânsjenivo's. De skuorjende yndustry kategorisearret silisiumkarbid yn twa soarten op basis fan kleur: swart silisiumkarbid en grien silisiumkarbid. Kleurleas oant donkergrien silisiumkarbid wurdt klassifisearre as grien silisiumkarbid, wylst ljochtblau oant swart silisiumkarbid wurdt klassifisearre as swart silisiumkarbid. Swart silisiumkarbid en grien silisiumkarbid binne beide alfa SiC hexagonale kristallen, en grien silisiumkarbid mikropoeier wurdt oer it algemien brûkt as de grûnstof foar silisiumkarbidkeramyk.
Prestaasjes fan silisiumkarbidekeramyk taret troch ferskate prosessen
Silisiumkarbidkeramyk hat lykwols it neidiel fan lege brektaaiens en hege brosheid. Dêrom binne de lêste jierren gearstalde keramyk basearre op silisiumkarbidkeramyk, lykas glêstriedfersterking (of whisker), heterogene dieltsjeferspriedingsfersterking en gradiëntfunksjonele materialen, opkommen, wêrtroch't de taaiens en sterkte fan yndividuele materialen ferbettere binne.
As in heechweardige strukturele keramyk hege-temperatuer materiaal, binne silisiumkarbide keramyk hieltyd mear tapast yn hege-temperatuer ovens, stielmetallurgy, petrochemicals, meganyske elektroanika, loftfeart, enerzjy en miljeubeskerming, kearnernerzjy, auto's en oare fjilden.
Yn 2022 wurdt ferwachte dat de merkgrutte fan silisiumkarbide strukturele keramyk yn Sina 18,2 miljard yuan sil berikke. Mei fierdere útwreiding fan tapassingsfjilden en downstream groeibehoeften wurdt rûsd dat de merkgrutte fan silisiumkarbide strukturele keramyk yn 2025 29,6 miljard yuan sil berikke.
Yn 'e takomst, mei de tanimmende penetraasjegraad fan nije enerzjyauto's, enerzjy, yndustry, kommunikaasje en oare fjilden, lykas de hieltyd strangere easken foar meganyske komponinten of elektroanyske komponinten mei hege presyzje, hege wearbestindigens en hege betrouberens yn ferskate fjilden, wurdt ferwachte dat de merkgrutte fan silisiumkarbide keramyske produkten sil trochgean út te wreidzjen, wêrûnder nije enerzjyauto's en fotovoltaïca wichtige ûntwikkelingsgebieten binne.
Silisiumkarbide keramyk wurdt brûkt yn keramykovens fanwegen har poerbêste meganyske eigenskippen by hege temperatuer, brânwjerstân en termyske skokbestindigens. Under harren wurde rolovens benammen brûkt foar it droegjen, sinterjen en waarmtebehanneling fan positive elektrodematerialen, negative elektrodematerialen en elektrolyten fan lithium-ionbatterijen. Positive en negative elektrodematerialen fan lithiumbatterijen binne ûnmisber foar nije enerzjyauto's. Silisiumkarbide keramykovenmeubels binne in kaaikomponint fan ovens, dy't de produksjekapasiteit fan 'e oven kinne ferbetterje en it enerzjyferbrûk signifikant ferminderje.
Silisiumkarbide keramyske produkten wurde ek in soad brûkt yn ferskate auto-ûnderdielen. Derneist wurde SiC-apparaten benammen brûkt yn PCU's (power control units, lykas onboard DC/DC) en OBC's (charge units) fan nije enerzjyauto's. SiC-apparaten kinne it gewicht en folume fan PCU-apparatuer ferminderje, skeakelferliezen ferminderje, en de wurktemperatuer en systeemeffisjinsje fan apparaten ferbetterje; It is ek mooglik om it ienheidsfermogen te ferheegjen, de circuitstruktuer te ferienfâldigjen, de krêfttichtens te ferbetterjen en de laadsnelheid te ferheegjen tidens it opladen fan OBC's. Op it stuit hawwe in protte autobedriuwen oer de hiele wrâld silisiumkarbid brûkt yn meardere modellen, en de grutskalige oannimmen fan silisiumkarbid is in trend wurden.
As silisiumkarbidkeramyk brûkt wurdt as wichtige dragermaterialen yn it produksjeproses fan fotovoltaïske sellen, hawwe de resultearjende produkten lykas boatstipe, boatdoazen en piipfittingen in goede termyske stabiliteit, ferfoarmje se net by gebrûk by hege temperatueren, en produsearje se gjin skealike fersmoargjende stoffen. Se kinne de gewoan brûkte kwartsboatstipe, boatdoazen en piipfittingen ferfange, en hawwe wichtige kostenfoardielen.
Derneist binne de merkperspektiven foar fotovoltaïske silisiumkarbide-krêftapparaten breed. SiC-materialen hawwe legere wjerstân, gate-lading en reverse-herstelladingskarakteristiken. It brûken fan SiC Mosfet of SiC Mosfet yn kombinaasje mei SiC SBD fotovoltaïske omvormers kin de konverzje-effisjinsje ferheegje fan 96% nei mear as 99%, enerzjyferlies ferminderje mei mear as 50%, en de libbensduur fan apparatuer mei 50 kear ferheegje.
De synteze fan silisiumkarbidkeramyk kin weromfierd wurde nei de jierren 1890, doe't silisiumkarbid benammen brûkt waard foar meganyske slypmaterialen en fjoervaste materialen. Mei de ûntwikkeling fan produksjetechnology binne hege-tech SiC-produkten breed ûntwikkele, en lannen oer de hiele wrâld jouwe mear omtinken oan 'e yndustrialisaasje fan avansearre keramyk. Se binne net langer tefreden mei de tarieding fan tradisjonele silisiumkarbidkeramyk. Bedriuwen dy't hege-techkeramyk produsearje ûntwikkelje har rapper, foaral yn ûntwikkele lannen dêr't dit ferskynsel wichtiger is. Bûtenlânske fabrikanten binne benammen Saint Gobain, 3M, CeramTec, IBIDEN, Schunk, Narita Group, Toto Corporation, CoorsTek, Kyocera, Aszac, Japan Jingke Ceramics Co., Ltd., Japan Special Ceramics Co., Ltd., IPS Ceramics, ensfh.
De ûntwikkeling fan silisiumkarbid yn Sina wie relatyf let yn ferliking mei ûntwikkele lannen lykas Jeropa en Amearika. Sûnt de earste yndustriële oven foar it produsearjen fan SiC waard boud by de Earste Slypwielfabryk yn juny 1951, begon Sina mei it produsearjen fan silisiumkarbid. Binnenlânske fabrikanten fan silisiumkarbidkeramyk binne benammen konsintrearre yn Weifang City, provinsje Shandong. Neffens professionals komt dit om't lokale stienkoalmynbedriuwen fallisemint tsjinkomme en transformaasje sykje. Guon bedriuwen hawwe relevante apparatuer út Dútslân yntrodusearre om te begjinnen mei ûndersyk en produksje fan silisiumkarbid.ZPC is ien fan 'e grutste fabrikanten fan reaksje-sintere silisiumkarbid.
Pleatsingstiid: 9 novimber 2024